JP4970891B2 - Developer housing with allowable mass variation in reservoir - Google Patents
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Description
本発明は、大まかには静電潜像の現像に関し、より詳細には、その溜まり内質量変動に対する許容度を高めた現像器ハウジングを備える現像器に関する。 The present invention relates generally to the development of electrostatic latent images, and more particularly to a developer having a developer housing with increased tolerance for mass variations in the reservoir.
静電写真印刷プロセスにおいては、一般に、略均一電位となるよう光導電面を帯電させることによってその光導電面に感光性を付与し、次いで所望画像に相応したパターンを有する活性化輻射により光導電面上の電荷を部位選択的に散逸させ、その後に残った帯電パターン即ち静電潜像に現像素材を接触させて現像し、この現像によって形成されたトナー粉体像を光導電面からコピーシート上に転写し、最後にその粉体像を加熱してコピーシート上に永久固着させることにより、画像を形成する。 In an electrostatographic printing process, the photoconductive surface is generally charged by charging it to a substantially uniform potential, and then photoconductive by activated radiation having a pattern corresponding to the desired image. The charge on the surface is selectively dissipated and developed by bringing the developing material into contact with the remaining charged pattern, ie, the electrostatic latent image, and the toner powder image formed by this development is copied from the photoconductive surface to the copy sheet. The image is formed by transferring the toner image onto the copy sheet and finally fixing the powder image on the copy sheet.
こうしたプロセスにて常用される現像素材としては、二成分現像素材及び一成分現像素材がある。通常、二成分現像素材例えば二成分トナーは磁性キャリア細粒及びこれに摩擦電気により吸着しているトナー粒子からなり、一成分現像素材例えば一成分トナーは静電荷を帯びており従って光導電面上の潜像に吸引吸着され得るトナー粒子からなる。 Development materials that are commonly used in such processes include two-component development materials and one-component development materials. In general, a two-component developing material such as a two-component toner is composed of magnetic carrier fine particles and toner particles adsorbed thereto by triboelectricity, and a one-component developing material such as a one-component toner is charged with an electrostatic charge and therefore on the photoconductive surface. Toner particles that can be attracted and attracted to the latent image of the toner.
更に、光導電面上の潜像にトナー粒子を被着させるシステムは現像システムと呼ばれている。種々知られている現像システムのうち一成分現像システムにおいては、帯電したトナーを移送する手段としてドナーロールが用いられる。ドナーロールはそのドナーロールと光導電面との間に現像ニップが形成されるように配置され、当該現像ニップ内に帯電トナーを送り込むのに使用される。光導電面上に記録済の潜像をこのトナーによって現像する際には、更に機械式スカベンジレス現像システムを併用することができる。スカベンジレス一成分現像システムとは、ドナーロールに対して小間隔で隣接するよう現像領域内に複数本のワイヤ電極を設け、これを利用するシステムであり、これらワイヤ電極に交流電圧を印加するとトナーがドナーロールから引き剥がされ、現像領域内にトナー粉体雲が形成される。潜像に発する静電界はこのトナー粉体雲に作用し、その結果トナー粉体雲から吸引されるトナーによって潜像が現像される。 Furthermore, a system for depositing toner particles on a latent image on a photoconductive surface is called a development system. Among the various known development systems, in a one-component development system, a donor roll is used as a means for transferring charged toner. The donor roll is positioned such that a development nip is formed between the donor roll and the photoconductive surface and is used to feed charged toner into the development nip. When developing the latent image recorded on the photoconductive surface with this toner, a mechanical scavengeless development system can be used in combination. The scavengeless one-component development system is a system in which a plurality of wire electrodes are provided in a development region so as to be adjacent to a donor roll at a small interval, and a toner is obtained when an AC voltage is applied to these wire electrodes. Is peeled off from the donor roll, and a toner powder cloud is formed in the development region. The electrostatic field generated in the latent image acts on the toner powder cloud, and as a result, the latent image is developed by the toner sucked from the toner powder cloud.
スカベンジレス現像システムには、この他、キャリアビーズ(キャリア細粒)及びトナー粒子からなる現像素材をリザーバ(現像器ハウジング内の現像素材溜まり)から磁性現像ロールへと磁気的に吸引吸着させ(ピックアップし)、磁性現像ロール上のキャリアビーズからトナー粒子をドナーロールへと吸引吸着させ、そしてドナーロールによってそれらトナー粒子を潜像近辺に搬送する、という仕組みの二成分現像システムもある。 In addition to the scavengeless development system, a developer material composed of carrier beads (carrier fine particles) and toner particles is magnetically attracted and adsorbed from a reservoir (developer material reservoir in the developer housing) to a magnetic developing roll (pickup). There is also a two-component development system in which toner particles are sucked and adsorbed from carrier beads on a magnetic developing roll to a donor roll, and the toner particles are conveyed to the vicinity of the latent image by the donor roll.
このような二成分現像システムにおいては、その現像ロール上に均一厚み現像素材層を形成する必要がある。これを実行するには、溜まり内質量変動、マシン傾斜、トナー濃度、環境条件等の影響を克服しなければならない。そのため従来から採られているのは、上掲の磁気的ピックアップによるピックアップ量を所要量よりかなり多めにしておき、余分な現像素材をトリミングにより除去する、という仕組みである。この手法によれば、相反する条件群が成り立つ限られた範囲内ではあれ、現像ロール上の現像素材量を磁気ブラシの全面形成に十分な量とすることができる。反面、この仕組みでは、現像ロール上に最初に捕捉した現像素材のうちかなりの量(例えば基準条件下では恐らく80%程にも上る量)の現像素材が、トリミングにより除去されてしまう。一般にピックアップ用磁界が非常に強力なものとされることと相俟って、こうした仕組みによる二成分現像システムにおいては、現像ロール表面の摩耗が甚だしく、現像素材寿命も短く、エネルギ的な無駄も多いという問題が生じていた。 In such a two-component developing system, it is necessary to form a developing material layer having a uniform thickness on the developing roll. To do this, the effects of mass variations in the reservoir, machine tilt, toner concentration, environmental conditions, etc. must be overcome. For this reason, a mechanism that has been conventionally employed is a mechanism in which the pick-up amount by the above-described magnetic pickup is made considerably larger than the required amount, and excess development material is removed by trimming. According to this method, the amount of the developing material on the developing roll can be set to an amount sufficient for forming the entire surface of the magnetic brush, even within a limited range in which conflicting conditions are satisfied. On the other hand, with this mechanism, a considerable amount (for example, an amount that is probably as high as 80% under the reference condition) of the development material first captured on the development roll is removed by trimming. In general, in combination with the fact that the magnetic field for pick-up is extremely strong, in the two-component development system based on such a mechanism, the surface of the developing roll is extremely worn, the life of the developing material is short, and the energy is wasted. There was a problem.
こうしたことから、現像器及びそのハウジングの構成に関し、現像領域(例えば磁性現像ロールとドナーロールの間の現像ニップ)内に向かう現像素材流の規模乃至現像素材量を一定化できる構成とすること、特に、現像素材溜まり内にある現像素材の質量(溜まり内質量)又は体積(溜まり内体積)が、従来手法で対処できる範囲に比べ広範囲に変動しても、それに対処して現像領域行き現像素材流(量)を一定化できる構成とすることが、望まれている。 Therefore, regarding the configuration of the developing device and its housing, it is possible to make the size of the developing material flow or the amount of developing material flowing into the developing region (for example, the developing nip between the magnetic developing roll and the donor roll) constant. In particular, even if the development material in the development material pool (mass in the pool) or volume (volume in the pool) fluctuates over a wide range compared to the range that can be dealt with by the conventional method, the development material for the development area is dealt with. It is desired that the flow (amount) can be made constant.
ここに、本発明の一実施形態に係る現像システムにおいては、その現像器ハウジング内に、上側移送オーガ、混合/汲上オーガ及び下側(例えば下手前側)移送オーガなる三種類のオーガと、上側磁性現像ロール及び下側磁性現像ロールなる二種類の磁性現像ロールとが、収容される。動作時には、現像器ハウジング内の現像素材溜まりにある現像素材が混合/汲上オーガにより形成される汲上部によって上側移送オーガ側へと押送され、上側移送オーガ周縁からピックアップされた現像素材が現像に使用される。本実施形態は、更に、汲上部に現像素材を過給したときに余剰現像素材が下手前側移送オーガ側に漏れ出せる構成を採る。こうした構成を採ることにより、本実施形態においては、溜まり内質量がある下限値より上であれば、溜まり内質量又は溜まり内体積の如何によらず、混合/汲上オーガに係る汲上部によって上側移送オーガへと押送される現像素材の量が一定になるので、顕著なことに、上側移送オーガ周縁からピックアップ可能な現像素材の量が一定になる。ピックアップ対象となり得る補給現像素材量が一定なら(通常条件下では)ピックアップ機能の増強は不要で、従って使用するピックアップ用磁界は低強度でかまわない。ピックアップ用磁界が低強度なら、それを発生させるための磁性構造物を含む現像器ハウジング内構造物を駆動するための機械的パワーは小さなパワーで足り、現像ロール寿命が延び、そして必ずや現像素材浪費量が減る。このように、本実施形態に係る現像システム乃至現像器ハウジングによれば、MOR(mass on roll)、MOS、CPH(compressed pile height)等の指標で測った現像素材補給能力を(下限値より多い溜まり内質量があれば)溜まり内質量変動に抗して一定化することができ、またパワー消費、構成部品摩耗及び現像素材浪費を抑えることができる。 Here, in the developing system according to an embodiment of the present invention, three types of augers, that is, an upper transfer auger, a mixing / pumping auger and a lower (for example, lower front) transfer auger, and an upper magnet are provided in the developer housing. Two types of magnetic developing rolls, which are a developing roll and a lower magnetic developing roll, are accommodated. During operation, the development material in the development material reservoir in the developer housing is pushed to the upper transfer auger side by the upper part formed by the mixing / pumping auger, and the development material picked up from the periphery of the upper transfer auger is used for development. Is done. The present embodiment further adopts a configuration in which when the developing material is supercharged to the upper part of the drawing, the excessive developing material can leak to the lower transfer auger side. By adopting such a configuration, in this embodiment, if the mass in the reservoir is above a certain lower limit value, the upper transfer is performed by the upper part of the mixing / pumping auger regardless of the mass in the reservoir or the volume in the reservoir. Since the amount of development material pushed into the auger is constant, the amount of development material that can be picked up from the periphery of the upper transfer auger is remarkably constant. If the amount of replenishment developing material that can be picked up is constant (under normal conditions), it is not necessary to enhance the pickup function, and therefore the magnetic field for pickup used may be low. If the magnetic field for pick-up is low, the mechanical power for driving the structure inside the developer housing including the magnetic structure for generating the magnetic field is small, and the life of the developing roll is extended. The amount is reduced. As described above, according to the developing system or the developing device housing according to the present embodiment, the developing material replenishing ability measured by an index such as MOR (mass on roll), MOS, or CPH (compressed pile height) is greater than the lower limit value. If there is a mass in the reservoir, it can be made constant against fluctuations in the mass in the reservoir, and power consumption, component wear and development material waste can be suppressed.
以下、本発明の好適な実施形態に関して説明する。以下の説明は、本発明を下記実施形態に限定する意図を持った説明ではなく、むしろ、下記実施形態に代わる種々の構成、下記実施形態の変形版に該当する種々の構成、下記実施形態に対し機能的に等価な種々の構成等を、別紙特許請求の範囲により定義されている本発明の技術的範囲に属し且つその神髄を共有するものである限り、漏れなくカバーすることを意図するものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The following description is not an explanation intended to limit the present invention to the following embodiments, but rather various configurations in place of the following embodiments, various configurations corresponding to modified versions of the following embodiments, and the following embodiments. It is intended to cover various functionally equivalent structures and the like as long as they belong to the technical scope of the present invention defined by the appended claims and share the essence thereof. It is.
今日、電子写真技術は既に周知の技術となっている。そこで、ここではまず、電子写真印刷機の構成を模式的に示す図1を参照しながら、図1中の各種処理ステーションの構成及び機能に関し簡略に説明する。 Today, electrophotographic technology is already a well-known technology. Therefore, first, the configuration and functions of various processing stations in FIG. 1 will be briefly described with reference to FIG. 1 schematically showing the configuration of the electrophotographic printing machine.
図1に、本発明の一実施形態に係る現像器が組み込まれた電子写真印刷機の例を示す。本印刷機にて使用するベルト10は導電性基体上に光導電面12を堆積形成した構成を有しており、本印刷機においてはこのベルト10に沿って各種の処理ステーションがくまなく配置されているので、ベルト10を進行させることにより光導電面12の各部を各種処理ステーションに通すことができる。ベルト10を進行させる手段としては、ベルト10がかけられたドライブロール22と、適材例えばドライブベルトによりこのロール22に連結されたベルト駆動用モータ24とが、設けられている。従って、モータ24を適宜運転することによりロール22を所望方向に回転させ、ひいてはベルト10を所望進行方向16(図中矢印)に進行させることができる。
FIG. 1 shows an example of an electrophotographic printing machine in which a developing device according to an embodiment of the present invention is incorporated. The
ベルト10の各部が最初に通るのは帯電ステーションAである。このステーションAには、コロナ発生装置26及びこれに接続された高電圧電源(HVPS)28が設けられている。ベルト10の光導電面12の各部は、帯電ステーションAに送り込まれるとコロナ発生装置26によりある電位を目標としてほぼ均一に帯電される(均一帯電処理)。均一帯電処理にて狙う電位は一般に高く、そうした高電位均一帯電処理は、HVPS28からコロナ発生装置26に供給される電源電圧を利用して実行される。ベルト10の光導電面12のうち帯電ステーションAを通った部分は続いて露出ステーションBへと進む。
The charging station A passes through each part of the
露出ステーションBには、図示しないが、プリントコントローラから画像信号を受け取って処理する露出コントローラが設けられている。プリントコントローラから供給される画像信号は、所望出力画像即ち印刷したい画像を示す信号、例えばプラテン32上の原稿30から読み取った画像を示す信号である。露出コントローラは、信号処理によってこの画像信号を出力走査用の信号に変換し、変換により得られた信号をレーザ利用型の出力走査デバイスに送る。出力走査デバイスは、露出コントローラから送られてくる信号に従いレーザ光を出力及び走査し、それによって電荷保持面即ちベルト10の光導電面12を部位選択的に放電させる。この出力走査デバイスとしては、図示の如くレーザROS(raster output scanner)36を用いるのが望ましいが、他種電子写真露出装置、例えばLEDアレイを用いることもできる。
Although not shown, the exposure station B is provided with an exposure controller that receives and processes image signals from the print controller. The image signal supplied from the print controller is a signal indicating a desired output image, that is, an image to be printed, for example, a signal indicating an image read from the
露出ステーションBによりこうして光導電面12上に記録された静電潜像は、ベルト10の更なる進行につれ現像ステーションCに進む。現像ステーションCには、光導電面12上に記録済の潜像を現像する現像ユニット38が設けられている。後述するが、現像ユニット38は、現像器ハウジングにより形成されるチャンバの内部に現像ロール40及び41を実装し、それら現像ロール40及び41を少なくとも部分的に当該現像器ハウジングによりくるんだ構成を有している。現像器ハウジング内チャンバは補給用の現像素材を貯留しておく現像素材溜まりでもある。なお、使用する現像素材は印刷機の基本構成等により異なり、専ら帯電トナー粒子からなる一成分現像素材となることもあるし、少なくともトナー粒子及び磁性キャリア細粒を含む二成分乃至多成分現像素材となることもある。
The electrostatic latent image thus recorded on the
静電潜像は現像されるとトナー粉体像になる。ベルト10のうち現像が済んでトナー粉体像が形成された部分は、同じく図1に示されるように、転写ステーションDに進む。転写ステーションDには、支持基体たるコピーシート(例えば用紙シート)70を転写ステーションDに送り込むシート送給装置72が併設されている。シート送給装置72は、好ましくは、スタック76内で一番上にあるコピーシート70を送給ロール74によってシュート78内に送り込み、シュート78を介し転写ステーションDに送り込んでベルト10の光導電面12に接触させる構成とする。シート70を進行させつつ光導電面12に接触させるタイミングは、現像により光導電面12上に形成されたトナー粉体像が転写ステーションDにてシート70に接触することとなるよう、設定或いは制御する。転写ステーションDは、シート70の裏面即ちトナー粉体像接触側とは逆側の面にイオンをスプレーするコロナ発生装置80を備えており、このイオンスプレーによって光導電面12上のトナー粉体像はシート70上に吸引、転写される。こうしてトナー粉体像が転写されたシート70は、続いて、図示しないコンベアにより矢印方向82に搬送され、融着ステーションEに送り込まれる。
When the electrostatic latent image is developed, it becomes a toner powder image. The portion of the
融着ステーションEは、シート70上に転写されたトナー粉体像をそのシート70に永久固着させるフューザアセンブリ84を備えている。フューザアセンブリ84は高温のフューザロール86及びこれと差し向かいのバックアップロール88を備えており、これらフューザロール86とバックアップロール88の間をシート70が通るよう、またその際にシート70上のトナー粉体像がフューザロール86に接することとなるよう、構成されている。トナー粉体像は、フューザロール86による加熱やバックアップロール88による加圧によって熔融し、シート70に永久固着する。この融着の後、シート70はシュート92を通ってキャッチトレイ94に送られる。本印刷機のオペレータは、キャッチトレイ94に送られたシート70を受け取ることができる。
The fusing station E includes a
コピーシート70と分かれた直後には、ベルト10の光導電面12上にトナー粒子の一部が残存している。光導電面12に貼り付いているこの残留トナーは、清掃ステーションFにて光導電面12上から除去される。清掃ステーションFには、光導電面12と接触するよう回転型の繊維ブラシ96が実装されており、光導電面12上の粒子は、このブラシ96との接触及びそのブラシ96の回転によって光導電面12上から除去される。清掃が済んだ後は、図示しない放電ランプによって光導電面12がくまなく照光される。光導電面12上に残存していた電荷はこの照光によって全て散逸する。この後は、光導電面12の均一帯電処理から始まる同様の画像形成サイクルが繰り返し実施される。
Immediately after separation from the
以上、本発明の実施形態に係る現像器が組み込まれた電子写真印刷機の全体動作について、本発明の趣旨に鑑み十分な程度に説明した。 The overall operation of the electrophotographic printer incorporating the developing device according to the embodiment of the present invention has been described to a sufficient extent in view of the gist of the present invention.
次に、図2を参照し本発明の実施形態についてより詳細に説明する。図2に示す現像ユニット100の総体としての機能は、部位選択的帯電処理乃至放電処理によって画像レセプタ上、例えばベルト10の光導電面12(図2ではその一部のみを示す)上に形成された潜像の上に、トナー等の現像素材乃至マーキング素材を被着させる機能である。こうした機能は、全体としては従来から知られているものである。また、搭載先印刷機(電子写真印刷機、電子写真複写機等)の種類によっては、こうした現像ユニット100が複数個搭載される場合もある。例えば、カラー印刷機等では原色毎に1個ずつ現像ユニット100が搭載されることがある。
Next, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. The overall function of the developing
本現像ユニット100は、各種現像ユニットにて通例となっているように、現像器ハウジング及び現像ロールを備えている。図2及び図3に示す本現像ユニット100の構成要素のうち、現像器ハウジング112は、大まかには、補給用の現像素材を保持する現像素材溜まりとしての機能と、現像素材を様々に混合させ移送する部材であるオーガ130、132及び134を保持する機能とを、有している。また、構成要素のうち現像ロール40及び41の一形態として設けられた磁気現像ロール136及び138は、その上に磁気ブラシが形成される現像部材であり、本実施形態ではこの磁気ブラシからベルト10上へと現像素材が転写、被着される。
The developing
本実施形態における磁気現像ロール136及び138は図示の通り略円筒形であり、また比較的剛性が高い部材である。各磁気現像ロール136,138の内部にはそれぞれ固定型磁性構造物110,111が設けられている。この磁性構造物110,111は、その軸を中心に回転する磁気現像ロール136,138内である位置を保持するよう、設計されている。また、磁性構造物110,111は何個かの必要な磁性部材から構成されている。それら磁性部材は、単体の金属製磁石を複数個寄せ集めたものとして構成することも、またプラスチック磁石のようにある連続面内を複数個のエリアに区切り各エリアを所定極性に着磁させた構成とすることも、可能である。或いは、電磁石によって実現できるかもしれない。磁気現像ロール136,138内にこうした磁性構造物110,111を設ける目的は、現像素材補給源から磁気現像ロール136,138の表面へと磁性キャリア細粒を案内し磁気的に吸引吸着させる(ピックアップする)機能を提供することにある。このピックアップ領域にて磁気現像ロール136,138によりピックアップされた磁性キャリア細粒は、その磁気現像ロール136,138の回転に伴いトリミング領域を経て現像領域内に進む。本現像ユニット100を二成分現像素材使用型現像ユニットとして構成する場合、磁気現像ロール136,138の基本動作は、電子写真分野において周知の通り、キャリア細粒(キャリアビーズ)を磁性構造物110,111内の磁石により吸引し、磁気ブラシのフィラメント群(大抵は鉄からなる毳乃至凝集物)をロール表面上、とりわけ磁性構造物110,111内に定置された磁極の周辺に形成する、という動作となる。各キャリアビーズには何個かのトナー粒子が静電付着しているので、キャリアビーズ吸引により形成された磁気ブラシを回転させることによりトナー粒子を現像領域内に搬送することができる。二成分現像システムにおいては、通常、形成された磁気ブラシ上に被着しているトナー粒子がベルト10の光導電面12に直に接触し、それによって光導電面12上の潜像が現像される。
The magnetic developing rolls 136 and 138 in the present embodiment are substantially cylindrical as shown in the figure, and are members having relatively high rigidity. Fixed
本件技術分野においては、磁気現像ロールを初めとする現像ロールの他に、パドル、スカベンジレス現像電極、コミュテータ等の部材が、潜像を現像する手段として知られている。本発明を実施する際、そうした他種現像部材を用いることもできる。また、図示実施形態においては、更に、図比しない真空源に取り付けられた空気マニホルド140及び142も設けられている。これら空気マニホルド140,142は、ベルト10付近の転写領域にある汚濁物や余分な粒子を除去するのに使用される。また、多くの現像ユニットにおいては、先に述べた二成分現像素材が使用される。二成分現像素材の成分であるトナー粒子及びキャリア細粒のうち、キャリア細粒は普通はベルト10に被着せず現像器ハウジング112内を循環し続ける。
In this technical field, members such as a paddle, a scavengeless developing electrode, and a commutator are known as means for developing a latent image in addition to a developing roll such as a magnetic developing roll. In carrying out the present invention, such other types of developing members can also be used. In the illustrated embodiment,
上述したトリクル方式現像システム(及びある種の現像ユニット)においては、現像器ハウジング112の余剰又は廃棄現像素材を外に出すためのポートが設けられる。図中の出口190がそれである。出口190を介して現像素材を排出する目的は多々あるが、そのうち一つは現像器ハウジング112内におけるトナー粒子対キャリア細粒比や溜まり内質量を所望レベルに維持することである。本実施形態における出口190はオーガ130のそばに位置しており、出口管150に通じている。出口190から出た余剰又は廃棄現像素材は出口管150によって排出管152へと搬送され、排出管152内の搬送オーガ154によって図示しない排出口へと搬出される。
In the above-described trickle developing system (and a certain type of developing unit), a port is provided for letting out surplus or waste developing material of the developing
図4〜図6に、本実施形態の現像器ハウジング112内における現像素材流路を、図2に対してトポロジー的に正確に示す。トポロジー的に図4〜図6が正確である、とは、現像器ハウジング112のインボード端からアウトボード端にかけ各構成要素がどのような相対的位置関係にあるのか、またピックアップ、トリミング、ハンドオフ、現像といった諸機能の発現部位がどこにあるのかを、図4〜図6から筋道だって理解できるように、それらの図において要素省略や変形図示が行われている、ということである。従って、図4〜図6においては、各種構成要素乃至構成部材の実際の位置がどこなのか、正確には示されていない。そうした細部については図2を参照されたい。
4 to 6 show the developing material flow path in the developing
図示されている3本のオーガのうち、オーガチャネル220内に位置する上側移送オーガ134はピックアップ元オーガであり、それより下側のオーガチャネル224内に位置するオーガ130は混合/汲上オーガであり、オーガ134より下側でオーガ130より手前のオーガチャネル226内に位置するオーガ132はリリース用の下側移送オーガである。上側移送オーガ134はこの例では不等ピッチオーガであるが、不等コアサイズオーガとすることもできる。不等ピッチオーガについては本願とほぼ同時に提出され「不等ピッチオーガ付電子写真現像ユニット」と題する特許出願を、また不等コアサイズオーガについては同じく「不等コアサイズオーガ付電子写真現像ユニット」と題する特許出願を、それぞれ参照されたい。これらの出願の内容はこの参照を以て本願中に繰り入れることとする。また、現像器ハウジング112内における現像素材流路(現像素材移送システム)は、経路201、202、204、205、206、208及び210を含んでいる。混合/汲上オーガ130のアウトボード端寄り部分はその収容先のオーガチャネル224と共に汲上部200を構成しており、汲上部200内の現像素材は汲上部200のポンプ動作によって経路202(上向き矢印)を辿りオーガチャネル220のアウトボード端寄り部分に移送され、移送されてきた現像素材はオーガチャネル220内の上側移送オーガ134によって現像器ハウジング112のアウトボード端側からインボード端側に向けほぼ全長に亘り経路204に沿って移送され、上側現像ロール40(上側磁気現像ロール136)により上側移送オーガ134からピックアップされた現像素材はそのロール40及びハンドオフ先の下側現像ロール41(下側磁気現像ロール138)による現像プロセスに供され更に経路201(細い矢印)を辿ってオーガチャネル226に達し、最後までピックアップ元オーガ134からピックアップされず従って現像に使用されずに残った現像素材は経路206(下向き矢印)を辿ってオーガチャネル224内に落入帰還する。混合/汲上オーガ130のインボード端寄り部分はその収容先のオーガチャネル224と共に混合部乃至移送部203を構成しており、オーガチャネル224内に帰還した現像素材は混合/汲上オーガ130によって混合部203から汲上部200へと経路208を辿り移送される。
Of the three augers shown, the
現像器ハウジング112内空間下部における現像素材流に関する構成としては、混合/汲上オーガ130をその手前にある下側移送オーガ132と隔てるオーガ分離壁146があり、またそのほぼ最上部に抜き口145として形成された開口がある。オーガ分離壁146における抜き口145の形成位置は、混合部203と汲上部200の境目付近、厳密にはやや混合部203寄りの位置にある。この抜き口145は、減圧用の開口として動作する。即ち、汲上部200によって上側移送オーガ134へ汲み上げることができる量よりも多量の現像素材が汲上部200内に入りそうになったとき、超過分の現像素材はこの抜き口145を介して又はオーガ分離壁146越しにオーガチャネル226内に漏れ出す。この経路210に沿った現像素材流は、下側移送オーガ132によって移送されるオーガチャネル226内経路205沿い現像素材流や経路210を経由してリリースされてくる現像素材流と合流し、インボード端寄りでオーガチャネル224内経路208沿い現像素材流と再合流する。
The developer material flow in the lower part of the inner space of the developing
混合/汲上オーガ130は、次に述べる機能(a)〜(d)を含め幾つかの機能を有している。即ち、混合/汲上オーガ130は、(a)図4に示す経路208沿いにインボード端からアウトボード端へと現像素材を移送し、(b)経路205を介しインボード端寄りの部位に補充供給される現像素材(トナー粒子及び磁性キャリア細粒)をオーガチャネル224内の現像素材と混合、攪拌し、(c)上側移送オーガ134へと現像素材を汲み上げ(押し上げ)、(d)現像素材溜まり内に蓄えられている現像素材の分量(溜まり内質量や溜まり内体積)の変動を吸収する質量乃至体積バッファとして動作する、という各種機能を有している。汲上部200における混合/汲上オーガ130のP/D比(pitch to diameter ratio)、即ちブレードピッチをコア直径で除した値は、混合部203における混合/汲上オーガ130のP/D比に対して、混合部203>汲上部200となるよう、好ましくは前者が後者に対して2の整数倍となるよう設計されている。従ってオーガチャネル224内現像素材移送速度は汲上部200内より混合部203内の方が高く、断面充填率が同じであれば体積流速も汲上部200内より混合部203内の方が高くなる。なお、「現像素材移送速度」とはmm/sec又はmm/オーガ回転を単位として表した単位時間当たり現像素材変位量のことであり、「断面充填率」とはオーガチャネル断面のうち現像素材で満たされている部分の断面積(充填断面積)がオーガ断面積、そのブレード部分断面積又はオーガチャネル断面積に占める割合のことであり、「体積流速」とは単位時間中に仮想平面を通過する現像素材の体積のことである。オーガにおける体積流速は、オーガ又はオーガチャネルの充填断面積を現像素材移送速度に乗じた値に等しい。
The mixing /
従って、混合部203内P/D比を汲上部200内P/D比の2倍とした場合、断面充填率乃至体積充填率が等しければ混合部203内現像素材移送速度は汲上部200内現像素材移送速度の2倍になるので、汲上部200内が満杯になっている状態では、混合部203内を満杯の1/2程度の充填率にするだけで汲上部200内の満杯状態を維持することができる。汲上部200に送り込む現像素材量をそこから更に増したとしても、オーガチャネル226内への漏れ出しが生じるため、汲上部200によって上側移送オーガ134に汲み上げられる現像素材量は変化しない。なお、本願出願人の知見によれば、P/D比が0ならば現像素材移送速度も0だが、P/D比がある上限値を超過すると現像素材移送速度は低下する。これは、P/D比が上限値を超過するとオーガシャフトを中心とする現像素材回転の効率が損なわれ、当該回転が停止する兆しを示し始めるからである。本願出願人が解明したところによればこの上限値は1.2であり、従って混合移送に利用できるP/D比の範囲は約0.2〜1.2、好ましくは0.8〜1.1であるといえる。注意すべきことであるが、混合部203内P/D比と汲上部200内P/D比は、ステップ的に変えてもよいし連続的に変えてもよい。
Therefore, when the P / D ratio in the
現像器ハウジング112の現像素材溜まり内にある現像素材のうち、汲上部200内にある現像素材の量は、最多でも、汲上部200から上側移送オーガ134へと汲み上げ得る現像素材量により決まる満杯量(汲上部200内を満杯にする量)に留まる。現像素材溜まり内にある現像素材のうち、汲上部200内にあるもの以外の現像素材は、混合部203内かオーガチャネル226内にあり、それらの現像素材は混合部203によって汲上部200に送られることとなる。汲上部200内が満杯になっていないうちは、そうして送給される現像素材により汲上部200内現像素材量が増し得るが、汲上部200内現像素材量が満杯量に達すると、混合部203によって現像素材を送りつけても最早、汲上部200内の現像素材量は増えなくなる。汲上部200によって汲み上げきれないこの超過分の現像素材は混合部203をいわばオーバフローし、抜き口145を介して下手前側移送オーガ132収容先のオーガチャネル226内に入っていく。図5中の経路210はこの経路である。
Of the developing materials in the developing
下手前側移送オーガ132は、経路205に沿ってアウトボード端寄りからインボード端寄りへと現像素材を移送しつつ、混合/汲上オーガ130側から抜き口145を介してオーバフローしてくる現像素材を受け取り、また下側現像ロール41から長手方向随所で均等に現像素材を受け取る。これらの現像素材は、インボード端に達すると混合/汲上オーガ130内に送り込まれる。
The lower
各システム構成要素及びその連携に関するこれまでの説明をより分かりやすいものとするため、次に、本現像ユニット100への現像素材補給手順について説明する。まず最初は、現像器ハウジング112は空の状態である。本現像ユニット100を使用する際には、この空の現像器ハウジング112内に現像素材を(ゆっくりと)注いでいく。すると、現像器ハウジング112内に現像素材が(ゆっくりと)溜まっていく。現像素材を注ぐにつれ現像素材溜まり内の質量レベル(溜まり内質量)乃至体積レベル(溜まり内体積)は高まっていき、いずれ汲上部200内が満杯になる。
Next, in order to make the above description regarding each system component and the cooperation thereof easier to understand, a developing material replenishment procedure for the developing
汲上部200が満杯になった直後においては、(A)抜き口145を介した下手前側移送オーガ132側への現像素材オーバフローは起こっておらず、(B)汲上部200は例えば満杯の50%程度にしか達しておらず、(C)汲上部200の汲上能力が最大限まで使用されている。即ち、図6に示すように、汲上部200は満杯になっており、密に詰まった現像素材が汲上部200によって現像素材移送速度上限値で移送されている。この状態から現像器ハウジング112内に更に現像素材を追加すると、溜まり内質量乃至溜まり内体積の増加によって(1)混合部203内現像素材量(レベル)が増大し、(2)混合部203によって移送されてきた現像素材のうちの余剰分が抜き口145を介して漏出し、そして(3)下手前側移送オーガ132が収容されているオーガチャネル226の充填率が増大する。
Immediately after the
しかし、汲上部200はといえば既にその能力一杯に汲上を行っているので、上側移送オーガ134側に送給される現像素材の量、磁気現像ロール136のピックアップ領域に供給される現像素材の量、更にはトリミング後における磁気現像ロール136のMORには、変化が生じない。現像器ハウジング112内への現像素材の補充は、その現像器ハウジング112内が現像素材で溢れかえるまでは、MORに影響を及ぼすことなく行うことができる。図7に、溜まり内質量を増していってもMORがほとんど変化しないことを、実験データによって示す。現像器ハウジング112内の現像素材質量乃至体積を増していくと、最終的には、下手前側移送オーガ132が収容されているオーガチャネル226の充填率が100%に達した時点か、或いは混合/汲上オーガ130に係る混合部203の充填率が100%に達した時点で、それ以上は現像素材を増せない状態(溢れた状態)となる。好ましいことに、こうした状況に至るのは、現像素材が抜き口145を介して漏出し始めてから現像素材量が約50%程も増加した後のことである。従って、本現像ユニット100によれば、溜まり内質量が下限値に達してさえいれば、溜まり内質量乃至溜まり内体積がかなり変化したとしても、現像素材に係るMORは一定に保たれる。更に、汲上部200収容部が満杯状態に保たれ(且つ超過分の現像素材が抜き口145から漏れ)るのに十分な量の現像素材が現像器ハウジング112内にある限り、同様の挙動によって、現像器ハウジング112の傾きが変化してもMORは一定に保たれる。
However, since the drawing
このように、以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、先に述べた目的を全て達成可能で且つ先に述べた効果を全て実現可能なオーガを、提供することができる。また、以上の説明は本発明の特定の実施形態についての説明であったが、これも明らかな通り、本件技術分野における習熟者(いわゆる当業者)であれば、本願による開示に基づき当該実施形態を適宜変形し、代替物を多数創案し、必要なら改良を施すこともできる。別紙特許請求の範囲により画定される本発明の技術的範囲及びその神髄には、そうした変形、代替及び改良も包含される。 Thus, as is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to provide an auger that can achieve all of the above-described objects and can realize all of the above-described effects. In addition, the above description has been a description of a specific embodiment of the present invention. As is clear from this description, if the person skilled in the art (a so-called person skilled in the art) is skilled in the art, the embodiment will be described based on the disclosure of the present application. Can be modified as appropriate, many alternatives can be devised, and improvements can be made if necessary. Such modifications, alternatives and improvements are also encompassed in the technical scope and spirit of the present invention as defined by the appended claims.
38,100 現像ユニット、40,41 現像ロール、112 現像器ハウジング、130,132,134 オーガ、136,138 磁気現像ロール、145 抜き口、200 汲上部、201,202,204,205,206,208,210 現像素材流路、203 混合部、220,224,226 オーガチャネル、C 現像ステーション。 38,100 Developing unit, 40, 41 Developing roll, 112 Developing device housing, 130, 132, 134 Auger, 136,138 Magnetic developing roll, 145 outlet, 200-upper part, 201, 202, 204, 205, 206, 208 , 210 development material flow path, 203 mixing section, 220, 224, 226 auger channel, C development station.
Claims (3)
移送システムが、収容先の第1のオーガチャネル内を通る第1の経路に沿って現像素材を混合しつつ移送する混合/汲上オーガと、混合/汲上オーガに隣り合うよう配置され収容先の第2のオーガチャネル内を通る第2の経路に沿って現像素材を移送する下側移送オーガと、混合/汲上オーガと下側移送オーガとの間に配置された壁部材と、前記混合/汲上オーガによって汲み上げられた現像素材を前記現像部材に供給する上側移送オーガと、を有し、
更に、壁部材には、第1の経路から第2の経路に至る抜き口となる開口が、混合/汲上オーガが前記上側移送オーガに向けて現像素材を押し上げる汲上部に隣り合う位置に形成されており、汲上部内現像素材容積が実質的に満杯であるとき、超過分の現像素材がこの抜き口を介して再流通し、
前記混合/汲上オーガは、前記第1のオーガチャネル内での現像素材移送方向に関して前記汲上部の上流側に位置する混合部において第1の速度で現像素材を移送する一方で前記第1のオーガチャネルの前記汲上部において第2の速度で現像素材を移送するように設計され、前記第1の速度は、前記第1のオーガチャネルの混合部又は前記第2のオーガチャネルが現像素材で満杯状態でないときでも前記第1のオーガチャネルの汲上部を現像素材で満たされた状態に維持するように、前記第2の速度よりも大きく設定されている、
電子写真印刷機用現像システム。 A developing device housing having a developing material reservoir that can store up to a predetermined amount of the developing material, and a development that is rotatably mounted in the developing device housing and transfers toner particles in the developing material to a latent image on the photoconductive member in the developing region. A member and a transfer system for transferring the development material from the development material reservoir to the development member,
A transport system is disposed adjacent to the mixing / pumping auger and a mixing / pumping auger that transports the developer material while mixing along a first path through the first auger channel of the storage destination. A lower transfer auger for transferring the development material along a second path passing through the two auger channels, a wall member disposed between the mixing / pumping auger and the lower transfer auger, and the mixing / pumping auger An upper transfer auger that supplies the developing material pumped up by the developing member ,
Further, the wall member is formed with an opening serving as an outlet from the first path to the second path at a position adjacent to the upper part of the pump where the mixing / pumping auger pushes up the development material toward the upper transfer auger. When the developer material volume in the upper part of the pump is substantially full, the excess developer material is recirculated through this outlet,
The mixing / pumping auger transfers the developing material at a first speed in the mixing portion located upstream of the pumping portion with respect to the developing material transfer direction in the first auger channel, while the first auger Designed to transport developer material at a second speed at the top of the channel, wherein the first speed is such that the mixing portion of the first auger channel or the second auger channel is full of developer material Is set to be greater than the second speed so as to keep the upper part of the first auger channel filled with the developing material even when not
Development system for electrophotographic printers.
前記混合/汲上オーガは、前記混合部において第1ブレードピッチ直径比を有するとともに、前記汲上部において第2ブレードピッチ直径比を有し、前記第1ブレードピッチ直径比は前記第2ブレードピッチ直径比よりも大きい、現像システム。 The development system for an electrophotographic printing machine according to claim 1,
The mixing / pumping auger has a first blade pitch diameter ratio in the mixing section, the a second blade pitch-diameter ratio at pumping unit, said first blade pitch diameter ratio is the second blade pitch diameter ratio Greater than the development system.
前記第1ブレードピッチ直径比は前記第2ブレードピッチ直径比の2倍である、現像システム。
The development system for an electrophotographic printing machine according to claim 2,
The development system, wherein the first blade pitch diameter ratio is twice the second blade pitch diameter ratio.
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